(共25张PPT)
第十一章 功和机械能
动能和势能
第3节
【学习目标】
物理观念:通过分析实例,从做功的角度描述能量,知道能量的单位;通过实例分类和分析,初步认识动能、势能的概念,并能解释相关的现象;通过实验探究,了解动能、势能大小的影响因素。
科学思维:从生活实例出发,分析比较物体对外做功的物理过程,归纳、总结实例中的共同本质特征,初步形成动能、势能的概念;会利用转换法比较动能、势能的大小;结合生活与实验事实,能推理、论证影响动能和势能大小的因素。
科学探究:通过生活经验和实验事实提出影响动能、势能大小因素的初步假设;根据已有经验,利用控制变量法设计探究方案,选择实验器材进行实验。
科学态度与责任:用能量的观念分析生活实例,感悟物理与生活、社会等密切关联;通过探究影响动能和势能大小的因素,养成良好的实验习惯、严谨的科学态度和勇于创新、团结合作的品质;通过应用动能和势能的知识解释生活生产中的相关现象,培养将科学知识应用于实践的习惯。
V排=V物
导入新课
A级航空灾难――鸟撞飞机
为什么不起眼的小鸟会有如此大的威力，会造成这么大的损失呢？
点击图片播放视频
具有能量
探究新知
视频中哪些物体具有能量？
慧星、子弹、弓箭。
为什么说这些物体具有能量？
这些物体能够对外做功。
探究新知
能量
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。
定义：
单位：
注意：
能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
V排=V物
V排=V物
探究新知
慧星、子弹、弓箭具有的能量有什么共同特点？
以上物体的能量都是由于运动而具有的。
慧星
子弹
弓箭
归纳总结
物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。
一切运动的物体都具有动能。
V排=V物
V排=V物
V排 探究新知
生活中哪些物体具有动能。
运动的汽车、滚动的足球、台风、飞奔的猎豹……
V排=V物
探究新知
探究动能的大小跟哪些因素有关
1.猜想动能的大小可能跟哪些因素有关？说出猜想，并说明猜想的依据。
小组合作学习
2.实验中是怎样反映钢球动能大小的？利用了什么实验方法？
（1）可能跟物体的速度有关。汽车速度越快，发生事故时越严重。
（2）可能跟物体的质量有关。一辆汽车以同一速度运动，重载比空载时事故更严重。
转换法：通过被撞物体运动的距离s来反映动能的大小。
V排 探究新知
3.探究动能大小与物体运动速度的关系，应控制哪一个量不变，应如何改变钢球运动的速度？
控制钢球的质量不变（使用同一钢球），使钢球从斜面的不同高度滑下，观察木块被推动的距离。
4.探究动能大小与物体质量的关系，应如何控制钢球在水平面运动的速度相同？
改变钢球的质量（使用不同质量的钢球），从斜面的同一高度滑下，观察木块被推动的距离。
控制变量法
V排=V物
V排=V物
V排 探究新知
设计实验
1.实验器材：
铁架台、不同质量的铁球、带有轨道的长木板、小车
2.实验方法：
V排=V物
V排=V物
V排 探究新知
进行实验
同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B；观察并测量木块被撞出的距离s。
实验1
探究新知
实验表明钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越_____，物体B被撞得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越 ______。
大
快
现象分析1
探究新知
进行实验
改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，哪个钢球把物体B撞得远？
实验2
探究新知
现象分析2
实验表明，速度相同时，质量越___ 的钢球能将物体B撞得越远。
所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越 _____。
大
大
探究新知
归纳总结
物体动能的大小跟速度、质量有关。
质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；
运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
探究新知
⑤实验结论的应用：生活中超载、超速问题。
反思
①将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：
控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度。
②将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：
改变钢球达到斜面底端时的初速度。
③若实验中木块的质量较大，为确保实验现象明显，应如何改进？
可增大钢球滚下的高度。
④实验中如果不用木块，如何改进？
在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。
探究新知
讨论：如图为高速公路限速牌，请用物理学术语解释。
答:物体的速度大,动能就大,不容易刹车,容易造成交通事故。
答：质量大，动能就大，所以大客车的限速要比小汽车的低。
2. 为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？
1. 为什么要对机动车的行驶速度进行限制？
V排=V物
V排=V物
V排 探究新知
根据数据推断，质量和速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大？
速度
一些物体的动能 物体 动能/J 物体 动能/J
抛出去的篮球 约30 跑百米的运动员 约3×103
行走的牛 约60 飞行的步枪子弹 约5×103
从10m的高处落下的砖块 约2.5×102 行驶的小汽车 约2×105
小资料
V排=V物
探究新知
探究点三 势能
重锤对桩做功了吗？高空中的物体有没有做功的本领？其原因是什么？
“重锤”落下时对桩做了功，被举高的重锤应具有能量；同样的道理，高空的物体也具有能量。
物体由于高度而具有的能量叫重力势能。
点击图片播放视频
探究：影响重力势能大小的因素
猜想
物体重力势能可能跟_____________与_______________有关。
“控制变量法”
被举高的高度
物体的质量
“转换法”
①探究重力势能的大小与高度的关系：让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察测量桌腿在沙坑下陷的深度。
②探究重力势能大小与质量的关系：让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。
设计实验
实验器材：水槽（内盛细沙）、桌腿尖的小桌、不同质量的重物。
探究新知
归纳总结
物体重力势能的大小跟高度、质量有关。质量相同的物体，高度越高，它的重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
探究新知
运动员在参加射箭比赛时，拉弯的弓为什么能将箭射出？蹦床比赛中，运动员为什么可以 “跳” 这么高？
这种物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
探究新知
弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
弹性势能大小与什么因素有关？
V排=V物
V排 探究新知
归纳总结
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
弹性势能的大小取决于物体的弹性形变程度，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
课堂小结
物体由于弹性形变而具有的能量
动能和势能
势能
影响因素：质量、速度
能量
动能
物体由于运动而具有的能
重力势能
物体能够对外做功，表示这个物体具有能量
弹性势能
物体由于被举高而具有的能量
影响因素：质量、高度
影响因素：弹性形变大小中小学教育资源及组卷应用平台
第3节《动能和势能》导学案
【学习目标】
物理观念:通过分析实例,从做功的角度描述能量,知道能量的单位;通过实例分类和分析,初步认识动能、势能的概念,并能解释相关的现象;通过实验探究,了解动能、势能大小的影响因素。
科学思维:从生活实例出发,分析比较物体对外做功的物理过程,归纳、总结实例中的共同本质特征,初步形成动能、势能的概念;会利用转换法比较动能、势能的大小;结合生活与实验事实,能推理、论证影响动能和势能大小的因素。
科学探究:通过生活经验和实验事实提出影响动能、势能大小因素的初步假设;根据已有经验,利用控制变量法设计探究方案,选择实验器材进行实验。
科学态度与责任:用能量的观念分析生活实例,感悟物理与生活、社会等密切关联;通过探究影响动能和势能大小的因素,养成良好的实验习惯、严谨的科学态度和勇于创新、团结合作的品质;通过应用动能和势能的知识解释生活生产中的相关现象,培养将科学知识应用于实践的习惯。
【学习重点】
动能、势能的概念及影响因素.
【学习难点】
实验探究动能和势能的影响因素.
【自主预习】
1.物体能够做功，表示这个物体具有能量.在物理学中，能的单位是______，简称______，符号是______.
2．物体由于______而具有的能，叫做动能.物体动能的大小跟它的______和______有关.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越______；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越______.
3．物体由于______而具有的能量，叫做重力势能.物体的重力势能跟它的______和______有关.对于高度相同的物体，质量越大的势能越______；对于质量相同的物体，高度越高的势能越______.
4．物体由于发生______而具有的能量叫做弹性势能.重力势能和弹性势能统称为______.
【探究新知】
探究点一 能量
彗星撞击地球，彗星对地球做了功；高速子弹射击鸡蛋，子弹对鸡蛋做了功；弓箭射气球，弓箭对气球做了功.
这些现象中，彗星、子弹、弓箭的共同点是都能对其他物体______，我们说，他们具有______的本领，具有______.
归纳：
1.物体能够______，我们就说这个物体具有能量，简称能.能量是表示物体做功本领大小的物理量.物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大.
2.能量的单位：______.
探究点二 动能
（一）动能的概念
慧星、子弹、弓箭具有的能量都是由于______而具有的.物体由于______而具有的能量，叫做动能.一切的物体都具有动能.
（二）探究“影响动能大小的因素”
1.汽车速度越快，发生事故时越严重；一辆汽车以同一速度运动，重载比空载时事故更严重.说明动能大小可能与物体的______、______等因素有关.
2.实验中通过____________来反映动能的大小，利用了______法.
3.探究动能大小与物体运动速度的关系，应控制______不变，使钢球从斜面的______高度滑下，观察木块被推动的距离.
4.探究动能大小与物体质量的关系，应改变钢球的______，从斜面的______高度滑下，观察木块被推动的距离.
5.实验步骤：
①探究动能大小与速度的关系
控制钢球的质量m不变；让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B；观察并测量木块被撞出的距离s.
实验表明钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越___ __，物体B被撞得越远.所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越___ ___.
②探究动能大小与质量的关系
控制速度不变，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h；改变钢球的质量m；观察并测量木块被撞出的距离.
实验表明，速度相同时，质量越______的钢球能将物体B撞得越远.所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越______.
6.实验结论：物体动能的大小跟______有关，质量相同的物体，运动速度越______，它的动能越______；运动速度相同的物体，质量越______，它的动能越______.
7.思考并讨论以下问题：
①将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：__________________.
②将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：________________________.
③若实验中木块的质量较大，为确保实验现象明显，应如何改进？
.
④实验中如果不用木块，如何改进？
.
8.想想议议：某段道路的标示牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h.请利用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
答：
.
.
探究点三势能
（一）重力势能
1.打桩机打桩的过程中“重锤”落下时对桩做了功，高空下落的物体能对地面的物体做功，这种能量是物体由于受到重力产生的.物体由于______而具有的能量叫重力势能.
2.探究“影响重力势能大小的因素”
物体离地面越高、质量越大，一旦落到地面，做功越多，做功的本领越强.重力势能的大小可能与物体离开地面______、物体______等因素有关.
实验设计方案：
（1）实验器材：水槽（内盛细沙）、桌腿尖的小桌、不同质量的重物.
（2）实验过程
①探究重力势能的大小与高度的关系：让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察测量桌腿在沙坑下陷的深度.
②探究重力势能大小与质量的关系：让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度.
实验结论：物体重力势能的大小跟______有关，质量相同的物体，高度越______，它的重力势能越______；高度相同的物体，质量越______，它的重力势能也越______.
（二）弹性势能
1.被拉弯的弓和发生形变的蹦床可以把箭射出去、把人弹起，弓和弹簧能够对外做功，说明他们具有能量.
这种形式能量的产生是由于发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量.
观察如图所示的射箭比赛，会发现弓的形变程度越______，箭射得越远.表明弓具有的弹性势能越大.可见弓的弹性势能与______有关.
2.归纳：
①弹性势能：物体由于发生______而具有的能叫做弹性势能.
②______越大，弹性势能越大.
【当堂练习】
1.某快递公司用无人机进行无接触配送包裹.无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（ ）
A．动能减少，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变 D．动能增加，重力势能减少
2. 12月1日(周日)上午6:45时， 2024年度上海国际马拉松赛鸣枪开赛。本次赛事使用无人机（如图）进行了航拍，无人机匀速下降的过程中（ ）.
A．失去了惯性 B．重力不做功 C．动能减小 D．机械能减小
3. 2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船发射升空，取得圆满成功。10月30日12时51分，载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，神舟十八号“开门迎客”，神舟十九号航天员乘组（蔡旭哲、宋令东、王浩泽）入驻中国空间站，完成中国航天史上第5次“太空会师”。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
4. 6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功 若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（ ）
A．减小 B．增大 C．不变 D．消失
5.现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效.如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药.此过程中，喷药无人机的（ ）
A．升力大于重力
B．空气阻力和重力是一对平衡力
C．动能减小、重力势能减小
D．动能不变、重力势能减小
6.在练习立定跳远时，当你双脚离开地面后，由于______你仍然要继续向前运动；在上升的过程中，你所具有的动能将逐渐______（选填“增加”“减小”或“不变”）.
7.用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关.
8.如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离.
（1）该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球A”或“木块B”）的动能.
（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越______，木块B被撞得越远.可得结论：质量相同时，小球的速度越______，动能越大.
（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面______高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离.
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会.
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参考答案
【自主预习】
1．焦耳 焦 J
2．运动 质量 速度 大 大
3．高度 质量 高度 大 大
4．弹性形变 势能
【探究新知】
探究点一 能量
做功 对外做功 能量 1.对外做功 2.焦耳（J）.
探究点二 动能
（一）运动 运动 运动
（二）1.速度 质量 2被撞物体运动的距离s 转换 3.质量 不同 4.质量 同一
5.①快 大 ②大 大 6.速度、质量 大 大 大 大
7.①控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度
②改变钢球达到斜面底端时的初速度
③可增大钢球滚下的高度
④在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小
8.同一辆汽车，质量不变，速度越大，具有的动能越大，危害性大.所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性.
车型不同，载重量不同，如果载货车与小汽车的行驶速度相同，由于载货车的质量大，具有的动能大，则刹车时滑行的距离长，危害性大.所以质量大的大型货车最高行驶速度要小些.
探究点三势能
（一）1.高度 2.高度 质量 实验结论：高度、质量 高 大 大 大
（二）1.弹性大 弹性形变程度 2.①弹性形变 ②弹性形变
【当堂练习】
1.B 2.D 3.C 4.B 5.C 6.惯性 减小 7.多 高度 a、c
8.(1)小球A (2)大 (3)大 (4)同一
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第3节 动能和势能
物理观念:通过分析实例,从做功的角度描述能量,知道能量的单位;通过实例分类和分析,初步认识动能、势能的概念,并能解释相关的现象;通过实验探究,了解动能、势能大小的影响因素。
科学思维:从生活实例出发,分析比较物体对外做功的物理过程,归纳、总结实例中的共同本质特征,初步形成动能、势能的概念;会利用转换法比较动能、势能的大小;结合生活与实验事实,能推理、论证影响动能和势能大小的因素。
科学探究:通过生活经验和实验事实提出影响动能、势能大小因素的初步假设;根据已有经验,利用控制变量法设计探究方案,选择实验器材进行实验。
科学态度与责任:用能量的观念分析生活实例,感悟物理与生活、社会等密切关联;通过探究影响动能和势能大小的因素,养成良好的实验习惯、严谨的科学态度和勇于创新、团结合作的品质;通过应用动能和势能的知识解释生活生产中的相关现象,培养将科学知识应用于实践的习惯。
教学重点:动能、势能的概念及影响因素。
教学难点:实验探究动能和势能的影响因素。
教师准备:教学课件。
学生准备:质量不同的钢球、斜面、木块、刻度尺、质量不同的铁块和木块、小桌、沙坑。
教学环节 设计意图
一、创设情境 导入新课 播放视频“A级航空灾难——鸟撞飞机”,提出问题:为什么不起眼的小鸟会有如此大的威力,会造成这么大的损失呢 今天们学习“第3节 动能和势能”,学习了本节后你会找到答案。 通过视频引入,激发学生学习的兴趣和求知欲
二、新课讲解 探究新知 探究点一 能量 播放电影“彗星撞地球”片段、高速子弹射击鸡蛋、弓箭射气球视频,视频结束后,课件展示相关图片,视频中哪些物体具有能量 学生:彗星、子弹、弓箭。 教师:为什么说这些物体具有能量 学生:这些物体能够对外做功。 归纳总结: 1.物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。能量是表示物体做功本领大小的物理量。物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。 2.能量的单位:焦耳(J)。 探究点二 动能 (一)动能的概念 过渡:刚才视频中提到的彗星、子弹、弓箭具有的能量有什么共同特点 学生:以上物体的能量都是由于运动而具有的。 归纳:物体由于运动而具有的能,叫作动能。一切运动的物体都具有动能。 教师:请同学思考生活中哪些物体具有动能。 学生:运动的汽车、滚动的足球、台风、飞奔的猎豹…… 教师同时展示部分图片。 (二)研究物体的动能跟哪些因素有关 小组合作学习: 1.猜想动能的大小可能跟哪些因素有关 说出猜想,并说明猜想的依据。 可能跟物体的速度有关。汽车速度越快,发生事故时越严重。 可能跟物体的质量有关。一辆汽车以同一速度运动,超载时事故更严重。 2.实验中是怎样反映钢球动能大小的 利用了什么实验方法 通过被撞木块运动的距离s来反映动能的大小。利用了转换法。 3.探究动能大小与物体运动速度的关系,应控制哪一个量不变,应如何改变钢球运动的速度 钢球的质量不变(使用同一钢球),使同一钢球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下,观察木块被推动的距离。 4.探究动能大小与物体质量的关系,应如何控制钢球在水平面运动的速度相同 改变钢球的质量(使用不同质量的钢球),从斜面的同一高度由静止开始滚下,观察木块被推动的距离。 思考分析问题,从功的角度描述能量,建立能量的概念 小组合作学习,设计实验探究影响动能大小的因素,并进行实验,归纳得出:物体动能的大小跟速度、质量的关系
小组合作进行实验,收集实验数据,并归纳分析。 1.探究动能大小与速度的关系 让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下,撞击木块;观察并测量木块被撞出的距离。 2.探究动能大小与质量的关系 让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,撞击木块;观察并测量木块被撞出的距离。 实验结束后,小组进行展示,小组间相互补充,教师做出评价。 实验结论:物体动能的大小跟速度、质量有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。 思考并讨论以下问题: 1.将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的:控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度。 2.将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的:改变钢球达到斜面底端时的初速度。 3.若实验中木块的质量较大,为确保实验现象明显,应如何改进 可增大钢球滚下的高度。 4.实验中如果不用木块,如何改进 在桌上铺一条毛巾,用钢球在毛巾表面滚动的距离来反映动能的大小。 5.实验结论的应用:生活中超载、超速问题。 想想议议: 某段道路的标示牌显示:小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h;大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80 km/h。请你利用物理知识解释,为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制 为什么在同样的道路上,对不同车型会设定不一样的最高行驶速度 分析:同一辆汽车,质量不变,速度越大,具有的动能越大,危害性越大。所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性。 车型不同,载重量不同,如果载货车与小汽车的行驶速度相同,由于载货车的质量大,具有的动能大,则刹车时滑行的距离长,危害性大。所以质量大的大型货车最高行驶速度要小些。 小组间进行交流讨论,以提高对实验方案的优化、改进 学以致用,从物理走向社会
探究点三 势能 (一)重力势能 1.播放“打桩机打桩的过程”和“高空抛物危险”的视频。提出问题:重锤对桩做功了吗 高空中的物体有没有做功的本领 其原因是什么 学生:重锤落下时对桩做了功,被举高的重锤具有能量;同样的道理,高空的物体也具有能量。 教师:这种能量是物体由于受到重力并处在一定高度时产生的,我们称为重力势能。 2.探究“影响重力势能大小的因素” 提出问题:重力势能大小可能与什么因素有关 学生:物体离地面越高、质量越大,一旦落到地面,做功越多,做功的本领越强。重力势能的大小可能与物体离地面的高度、物体质量等因素有关。 小组合作学习,请同学按照刚才探究动能大小的影响因素实验,设计实验来探究影响重力势能大小的因素。 小组展示实验设计方案: (1)实验器材:沙坑、桌腿尖的小桌、不同质量的重物。 (2)实验过程 ①探究重力势能的大小与高度的关系:让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落,观察测量桌腿在沙坑下陷的深度。 ②探究重力势能大小与质量的关系:让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落,观察测量桌腿在沙坑下陷的深度。 小组合作进行实验,收集实验数据,分析归纳实验结论,小组进行展示。 实验结论:物体重力势能的大小跟高度、质量有关,质量相同的物体,高度越高,它的重力势能越大;高度相同的物体,质量越大,它的重力势能也越大。 (二)弹性势能 课件展示:运动员在参加射箭比赛时,拉弯的弓为什么能将箭射出 蹦床比赛中,运动员为什么可以“跳” 这么高 射箭比赛 蹦床比赛 学生:被拉弯的弓可以把箭射出去,发生形变的蹦床可以把人弹起,弓和蹦床能够对外做功,说明它们具有能量。 教师:这种形式的能量是如何产生的 学生:这种形式能量的产生是由于发生弹性形变的物体在恢复原状时可以做功,因此具有能量。 通过实例,从做功的角度认识重力势能的概念 设计实验方案,知道比较重力势能大小的方法 小组间进行分析论证,归纳得出结论,体现学生学习主体 通过实例,从做功的角度认识弹性势能的概念
观察如图所示的射箭比赛,会发现弓的形变程度越大,箭射得越远。表明弓具有的弹性势能越大。可见弓的弹性势能与弹性形变程度有关。 弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关;同一物体,弹性形变越大,弹性势能越大。 归纳总结 ①弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。 ②物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。 通过实例,认识影响弹性势能大小的因素
三、归纳概括 课堂小结 学生总结本节所学知识,教师课件展示。 培养学生归纳总结的意识和能力
第3节 动能和势能
1.能量:物体能够对外做功,我们就说这物体具有能量。
2.动能:物体由于运动而具有的能。
影响因素:质量、速度。
3.势能
(1)重力势能:物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。
影响因素:质量、高度。
(2)弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。
物体弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能,弹性势能的大小与哪些因素有关 请你利用生活中的物品设计实验进行验证。
本节课主要的教学内容有动能、势能的概念、探究动能和势能的影响因素。能是物理学中重要的概念之一,它比较抽象,不易理解,只能通过有关的物理现象来感知它的存在。而八年级学生的思维比较单一,思维处于感性阶段,他们容易接受相对形象的物理概念,对抽象的“能”的概念感到困惑,所以本节教学的重点是初步理解动能、势能的概念,知道影响动能和势能的因素。在帮助学生理解动能、势能的概念时,可以让学生根据平时的观察,结合自己身边的事例进行分析,这样起到更好的效果。
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第3节 动能和势能
一、能量
1.定义:物体能够对外 ,我们就说这个物体具有能量,简称能。
[注意] “能够”指的是物体不一定正在做功,不一定非得做功,有对外做功的本领就行。
2.单位: 。
3.实质:物体做功的过程就是能的转化过程。
二、动能
1.定义:物体由于 而具有的能,叫作动能。
知识清单
做功
焦耳(J)
运动
2.影响因素:动能大小与物体的 和 有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能 ;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也 。
三、势能
1.重力势能:物体由于受到 并处在一定高度时所具有的能,叫作重力势能。物体的质量越 ,位置越 ,它的重力势能就越大。
[注意] 重力势能是相对的,一般是以地面为参照标准,但也有不是以地面为参照标准的。
质量
运动速度
越大
越大
重力
大
高
2.弹性势能:物体由于发生 而具有的能叫作弹性势能。在弹性限度内,物体的 越大,它具有的弹性势能就越大。
弹性形变
弹性形变
深度理解
1.功与能量的关系辨析
(1)功是描述一个力对物体作用过程中取得成效的物理量,是相对于一个过程而言的,它是一个过程量。一个物体能够做功,我们就说它具有能量。
(2)做功的过程一定伴随着能量的转化,物体做了多少功,就有多少能量转化为其他形式的能量。
2.动能及影响动能大小的因素
(1)在实验中,木块被推动得越远,小球动能越大,这是转换法。
(2)在实验中,让同一个小球在不同的位置释放,目的是控制小球质量相同,确保小球在撞击木块时速度不同,这是控制变量法。
(3)在实验中,让不同的小球从同一斜面同一高度由静止释放,使小球到达水平面时的速度相同。
【典例分析】
[例]如图所示,我国的大型空中加油机正在以大小不变的速度给匀速水平飞行的战斗机加油。在加油过程中,接受油的战斗机动能
;输出油的加油机重力势能 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
增大
减小
基础题
1.下列关于能量的说法中正确的是( )
A.做功的物体具有能量,不做功的物体没有能量
B.做功多的物体具有的能量就大,做功少的物体具有的能量就小
C.能够做功的物体具有能量,但不一定做功
D.能量大的物体所做的功一定多
C
2.如图几个物体中,不具有弹性势能的是( )
D
A.跳水的跳板
B.拉开的弓
C.手压着的弹簧
D.飞流直下的瀑布
3.(物理学与工程实践)《天工开物》中记载了一种用于灌田的工具——筒车,如图所示。它利用流动的河水冲击轮叶转动而舀水入
筒,筒内的水会一一倒入引水槽中,再流入田里。筒车能转动将低处的水提升到高处的水槽,主要是利用流动的河水( )
A.具有动能 B.具有重力势能
C.对轮叶有浮力 D.对轮叶有压强
A
4.《民法典》规定:禁止从建筑物中抛掷物品。高空抛物存在巨大的安全隐患,是因为高处的物体具有较大的( )
A.重力 B.惯性
C.动能 D.重力势能
D
5.小明用图示装置“探究动能大小与速度的关系”,下列说法正确的是( )
A.实验研究对象是木块
B.水平表面必须光滑
C.用木块移动距离表示小车动能大小
D.让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放
6.拉弯的弓能把箭射出,说明发生弹性形变的物体具有 。弓的形变越大,箭射得越远,说明物体的弹性形变越大,弹性势能
越 。
C
弹性势能
大
7.如图所示,货架上放着ABCD四个体积相同的实心球,其中A和B为铝球,C和D为铁球,那么A和B两球相比较, 球的重力势能小;B和C两球相比较,做功本领更大的是 球。(ρ铁>ρ铝)
B
C
中档题
8.(2024广元改编)2024年5月23日至 24日,东部战区开展了“联合利剑-2024A”军事演习。参加演习的某架战机加速升空过程中,若不考虑燃油消耗引起的质量变化,则该战机( )
A.动能减少,重力势能减少
B.动能减少,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减少
D.动能增大,重力势能增大
D
9.某运动员做蹦极运动,如图所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的是( )
A.从B点到C点弹性绳的弹性势能增大
B.运动员在C点的动能大于在B点的动能
C.运动员从A点到B点的过程中动能减小
D.在下落过程中,运动员到达A点时动能最大
A
10.质量相等的甲、乙两辆小车,在同一水平地面上做匀速直线运动,它们的s-t图像如图所示,分析图像可判断( )
A.甲车的动能大
B.乙车的动能大
C.甲车的重力势能大
D.乙车的重力势能大
A
11.如图所示为一座高山的等高线图,一名登山运动员从A点匀速向B点攀登,此过程中他的高度 ,重力势能 ,动能 。(均选填“增加”“减少”或“不变”)
增加
增加
不变
12.近年来,渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生,引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害,通过电磁铁的控制,让质量分别为m1和m2(m1(1)分析甲、乙两图可知, (选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大。
(2)比较甲、乙两图可知,在 一定时,小钢球的 越大,动能越大。
(3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害。
(4)假如你是一名汽车驾驶员,请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项 。
乙
质量
速度
乙、丙
不超载行驶,不超速行驶
13.热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下问题进行了探究。
问题:重力势能大小跟哪些因素有关。
(1)利用实验①②可探究重力势能大小与 是否有关。
(2)生活中要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验②③得出的结论来解释,请你写出该结论: 。
质量
在质量一定时,物体的高度越高,重力势能越大
素养题
14.按照题目要求作图:
如图所示,小球沿光滑四分之一圆弧轨道滑下,滑上粗糙轨道BC,最终停在C点,以小球经过M点时为计时起点,在图中画出小球在MN段的“动能—路程”的大致图像。
答案:如图所示
